Ao longo de uma formação em química, gradualmente percebe-se o quão estranha é a água. Para começar, não existe outro composto com um peso molecular tão baixo quanto 18 e um ponto de ebulição tão elevado quanto 100°C – nenhum outro composto além da água pode sequer existir, como se percebe rapidamente quando se examinam os elementos disponíveis para trabalhar.
Apesar de termos descoberto inúmeros usos (e, por vezes, abusos) das propriedades únicas da água, é irónico que uma das substâncias mais familiares do nosso mundo seja, ao mesmo tempo, um desvio químico tão estranho. A ciência mostra-nos que a nossa experiência normal é apenas uma pequena fatia da realidade: vivemos toda a nossa vida no fundo de um poço gravitacional, ao ponto de que define as nossas noções de direção – ‘cima’ e ‘baixo’ não têm significado na maior parte do universo. Mas pensar na água como o típico líquido é uma das nossas maiores falhas.
É por isso que ainda estamos a desvendar os seus mistérios depois de tanto tempo. Como químico medicinal, as moléculas de água são absolutamente cruciais para o meu trabalho: as moléculas de medicamentos têm de passar de estarem em solução (e, portanto, rodeadas por uma comitiva de águas solvatantes individuais) para estarem localizadas num determinado local de ligação, geralmente num alvo de proteínas. Estes locais quase sempre têm moléculas de água a habitá-los já, e a interação termodinâmica entre a libertação dessas águas solvatantes e a deslocação das já ligadas é uma das partes mais cruciais para obter um candidato a medicamento potente em primeiro lugar.
É uma série de compensações complexas entre ligações de hidrogénio, a entropia de moléculas de água livres e ligadas, e interações subtis de estabilização e desestabilização. Já vi químicos computacionais altamente experientes a discutir entre si sobre o movimento de uma única molécula de água no local ativo de uma proteína, e sobre como começar a estimar os balanços energéticos reais envolvidos.
Além do meu próprio campo, algo aparentemente simples como uma gota de água acaba por ser tão complexo que pode fazer (ou talvez destruir?) carreiras científicas inteiras. Imagine aumentar o zoom numa gota de água flutuando no ar – digamos, uma gota numa nuvem. É um emaranhado de moléculas de água em constante movimento, formando ligações de hidrogénio entre si numa dança complexa, mas o que acontece à medida que se chega à borda, à superfície da gota?
As coisas mudam aí – têm de mudar, porque as moléculas individuais são tão fortemente atraídas umas pelas outras que não vão apontar partes vazias e desligadas da sua estrutura para o ar se puderem apontar para dentro em direção a outras moléculas de água. Toda a distribuição de carga eletrónica começa a mudar na superfície graças a tais realinhamentos, e há atualmente uma disputa muito viva na literatura química sobre como devem ser os campos elétricos numa superfície de água. Poderia pensar-se que estes têm de afetar a química de outras substâncias dissolvidas, mas provar isto requer alguma experimentação cuidadosa.
À medida que as gotículas ficam cada vez mais pequenas, estes efeitos tornam-se ainda mais extremos, e vários grupos de pesquisa relataram químicas muito incomuns em tais ambientes – reações de quebra e formação de ligações que parecem bizarras em circunstâncias normais, mas acredita-se serem impulsionadas por estes ambientes de campos elétricos extremos. Outros investigadores dizem que não conseguem reproduzir estes resultados e duvidam que todo o quadro seja preciso, e isso naturalmente levou a mais disputas sobre as técnicas experimentais envolvidas e os instrumentos usados para medir as quantidades mínimas de novos produtos formados. Poderíamos realmente fazer nova química sintética em nuvens de minúsculas gotículas de água? Isso seria prático, mesmo que os fenómenos envolvidos sejam reais para começar? Ninguém sabe – ainda.
O que sabemos é que tais gotículas (em nuvens, nevoeiro, etc.) podem transportar concentrações locais de outras moléculas pequenas em suas superfícies, algumas delas poluentes. Isso por si só é uma parte importante da química da nossa atmosfera, cujos detalhes ainda estão a ser trabalhados. Emissões vulcânicas, a névoa salgada sobre as ondas do oceano, a lenta evaporação de lagos de água doce – todos estes têm uma química impulsionada pela água complexa a ocorrer ao seu redor. Da próxima vez que vir o reflexo de uma nuvem branca numa poça de água, uma das visões mais familiares de toda a história humana, tire um momento para perceber o mistério que está realmente a ver e o quanto ainda temos de entender sobre isso.
